寬光譜強光力攝像鏡頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種寬光譜強光力攝像鏡頭，所述鏡頭的光學系統(tǒng)中沿光路自左向右入射方向依次設有光焦度為正的前固定組、可變光闌以及光焦度為正的后調焦組，所述前固定組依次設有正月牙型透鏡A-1、負月牙型透鏡A-2、由雙凸透鏡A-3與雙凹透鏡A-4密接的第一膠合組以及由雙凸透鏡A-5與雙凹透鏡A-6密接的第二膠合組，所述后調焦組依次設有雙凸透鏡C-1以及由雙凸透鏡C-2與雙凹透鏡C-3密接的第三膠合組。該鏡頭提高了前固定鏡組的光焦度承擔能力，選用ED光學材料，有效地降低了光學鏡頭二級光譜等像差，使鏡頭能在寬光譜范圍內工作且具有強光力特點，提高了在嚴重霧霾、沙塵、微光等苛刻氣候條件下對遠距離目標的探測能力。
【專利說明】寬光譜強光力攝像鏡頭

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種寬光譜強光力攝像鏡頭，屬于光電【技術領域】。

【背景技術】
[0002]普通攝像鏡頭僅限于一般照明條件的應用場合，當應用于如微光、嚴重霧霾、沙塵等苛刻環(huán)境時，信號本身很弱或在傳輸過程中散射現象明顯，會導致目標信號淹沒于背景信號當中，無法正常使用，特別是目標信號位置較遠，傳播過程中信號強度損耗較大，因此對寬光譜、強光力的要求愈加強烈。


【發(fā)明內容】

[0003]鑒于現有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種寬光譜強光力攝像鏡頭。
[0004]為了實現上述目的，本發(fā)明的技術方案是:一種寬光譜強光力攝像鏡頭，包括光學系統(tǒng)和機械結構，所述光學系統(tǒng)中沿光路自左向右入射方向依次設有光焦度為正的前固定組、可變光闌以及光焦度為正的后調焦組，所述前固定組依次設有正月牙型透鏡A-1、負月牙型透鏡A-2、由雙凸透鏡A-3與雙凹透鏡A-4密接的第一膠合組以及由雙凸透鏡A-5與雙凹透鏡A-6密接的第二膠合組，所述后調焦組依次設有雙凸透鏡C-1以及由雙凸透鏡C-2與雙凹透鏡C-3密接的第三膠合組。
[0005]進一步的，所述前固定組與可變光闌之間的空氣間隔為7.60mm，所述可變光闌與后調焦組之間的空氣間隔為16.93mm。
[0006]進一步的，所述前固定組中的正月牙型透鏡A-1與負月牙型透鏡A-2之間的空氣間隔為63.31_，所述負月牙型透鏡A-2與第一膠合組之間的空氣間隔為2.92_，所述第一膠合組與第二膠合組之間的空氣間隔為0.15_。
[0007]進一步的，所述后調焦組中的雙凸透鏡C-1與第三膠合組之間的空氣間隔為
3.87mm0
[0008]進一步的，所述雙凸透鏡A-3和雙凸透鏡A-5均由FK61超低色散材料制成。
[0009]進一步的,所述機械結構包含前組鏡筒、光闌座鏡筒和后組鏡筒,所述前組鏡筒后端與光闌座鏡筒前端之間采用螺紋及主正面配合聯接，所述后組鏡筒前端與光闌座鏡筒后端之間采用螺紋及主正面配合聯接方式，所述后組鏡筒套設在調焦鏡筒上。
[0010]進一步的，所述前組鏡筒前端設有圓形法蘭，所述圓形法蘭的后端面上均勻分布有六個用于主支撐固定的主螺紋孔，所述光闌座鏡筒中部下方按100°對稱分布有兩個用于輔助支撐固定的輔助螺紋孔，所述光闌座鏡筒通過兩個輔助螺紋孔和相應螺栓安裝有輔助支撐架。
[0011]進一步的，所述前組鏡筒、后組鏡筒與光闌座鏡筒的螺紋聯接處均采用錐端緊定螺釘抱窩涂膠緊固，所述圓形法蘭的后端面上設有O型密封圈。
[0012]進一步的，所述機械結構還包含電動調光機構和電動調焦機構，所述電動調光機構和電動調焦機構的電機均采用背負式安裝方式，所述電機的齒輪上設有打滑機構。
[0013]進一步的，所述電動調光機構和電動調焦機構均通過微動開關控制光闌、調焦到位。
[0014]與現有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:該鏡頭提高了前固定鏡組的光焦度承擔能力，選用ED (超低色散)光學材料，有效地降低了光學鏡頭二級光譜等像差，能夠在寬光譜范圍內工作，在嚴重霧霾、沙塵等環(huán)境下，能有效地利用近紅外波段波長較長、散射現象不明顯的特點，具有較強的穿透霧霾、沙塵的能力，同時具備強光力的特點，在微弱信號條件下也能良好成像，提高了在嚴重霧霾、沙塵、微光等苛刻氣候條件下對遠距離目標的探測能力。
[0015]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實施例的光學系統(tǒng)圖。
[0017]圖2為本發(fā)明實施例的機械結構圖。
[0018]圖3為圖2的右視圖。
[0019]圖4為本發(fā)明實施例的剖視圖。
[0020]圖5為本發(fā)明實施例的電動調焦機構圖。
[0021]圖1中:A-前固定鏡組，A-1-正月牙型透鏡A-1，A_2-負月牙型透鏡A-2，A_3-雙凸透鏡A-3，A-4-雙凹透鏡A-4，A-5-雙凸透鏡A_5，A_6-雙凹透鏡A_6，B_可變光闌，C-后調焦組，C-1-雙凸透鏡C-l，C-2-雙凸透鏡C-2，C-3-雙凹透鏡C-3。
[0022]圖2飛中:1_鏡蓋，2-正月牙型透鏡A-1，3-Α-1透鏡壓圈，4-0型密封圈，5-前組鏡筒，6-負月牙型透鏡A-2，7-雙凸透鏡A-3，8-A-2透鏡壓圈，9-雙凹透鏡A-4，10-雙凸透鏡A-5，11-隔圈，12-雙凹透鏡A-Q，13-光闌座鏡筒，14-光闌片組件，15-光闌動環(huán)，16-光闌撥釘，17-光闌調節(jié)齒輪，18-光闌調節(jié)齒輪壓圈，19-光闌動環(huán)壓圈，20-C-1透鏡壓圈，21-后組鏡筒，22-調焦導釘，23-調焦凸輪，24-調焦凸輪壓圈，25-輔助支撐架，26-雙凸透鏡C-1，27-調焦鏡筒，28-C-2透鏡壓圈，29-雙凸透鏡C_2，30-C-3透鏡，31-調焦電機，32-調焦電機架，33-電機軸套，34-緊定螺釘，35-電機齒輪，36-打滑墊片，37-壓簧，38-鎖緊螺母，39-緊定螺釘，40-緊定螺釘，41-調焦過輪軸，42-調焦過輪，43-光闌電機，44-圓形法蘭，45-光闌到位開關組件，46-調焦到位開關組件。

【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，一種寬光譜強光力攝像鏡頭，其光學系統(tǒng)中沿光路自左向右入射方向依次設有光焦度為正的前固定組A、可變光闌B以及光焦度為正的后調焦組C，所述前固定組A依次設有正月牙型透鏡A-1、負月牙型透鏡A-2、由雙凸透鏡A-3與雙凹透鏡A-4密接的第一膠合組以及由雙凸透鏡A-5與雙凹透鏡A-6密接的第二膠合組，所述后調焦組C依次設有雙凸透鏡C-1以及由雙凸透鏡C-2與雙凹透鏡C-3密接的第三膠合組。
[0024]在本實施例中，所述前固定組A與可變光闌之間的空氣間隔為7.60_，所述可變光闌與后調焦組C之間的空氣間隔為16.93mm。所述前固定組A中的正月牙型透鏡A-1與負月牙型透鏡A-2之間的空氣間隔為63.31mm，所述負月牙型透鏡A-2與第一膠合組之間的空氣間隔為2.92_，所述第一膠合組與第二膠合組之間的空氣間隔為0.15mm ;所述后調焦組C中的雙凸透鏡C-1與第三膠合組之間的空氣間隔為3.87_。其中，所述雙凸透鏡A-3和雙凸透鏡A-5均由FK61超低色散材料制成。
[0025]在本實施例中，由上述鏡片組構成的光學系統(tǒng)達到了如下的光學指標:(I)焦距:f' =80mm;(2)相對孔徑D/F=l/1 ;(3)視場角2ω:5.73° ; (4)適用光譜范圍:450nm~IlOOnm ；(5)分辨率:與百萬像素的高清晰度攝像機適配；(6)光路總長Σ≤177mm ; (7)工作溫度:-30°C~+65°C ±2°C;(8)力學沖擊:1g半正弦波，沖擊持續(xù)時間10±2ms，軸、徑、切等正反方向，每向4次；(9)振動功率譜:20~50Hz 6dB/oct，50~400 0.01g2/Hz,400 ~1000 0.01g2/Hz，1000 ~2000 -10dB/oct，試驗時間為 X、Y、Z 每個軸向 3 分鐘。
[0026]在光學設計時，在前固定組A使用了兩片ED (超低色散)光學材料，并在光線高度最高的第一片鏡片中使用高折射率的玻璃，提高了前固定組A的光焦度承擔能力，有效地降低了光學鏡頭的二級光譜像差，使鏡頭具有寬光譜、強光力的特點，且具有較高的清晰度。通過膜系優(yōu)化設計，使鏡頭在450-1100nm寬波段范圍內有優(yōu)于85%的透過率，提高對遠距離目標的探測能力。后調焦組C用于對遠近不同目標進行聚焦，彌補了大口徑鏡頭景深小的缺陷；同時利用后調焦組C對溫度引起的像面漂移進行溫度調焦，使得鏡頭在高低溫狀態(tài)下仍能良好成像。
[0027]如圖2飛所示，該鏡頭的所述機械結構包含前組鏡筒5、光闌座鏡筒13和后組鏡筒21，所述前組鏡筒5后端與光闌座鏡筒13前端之間采用螺紋及主正面配合聯接，所述后組鏡筒21前端與光闌座鏡筒13后端之間采用螺紋及主正面配合聯接方式，能夠有效保證同心度需求，減小外形尺寸，使鏡頭盡量輕便、小巧，同時兼顧到加工、裝配及調試的方便性。該鏡頭總長為175.4mm，直徑Φ97_。
[0028]在本實施例中， 所述后組鏡筒21內設有活動的調焦鏡筒27，所述正月牙型透鏡A-1安裝于前組鏡筒5內并由前方的A-1透鏡壓圈3壓緊，所述負月牙型透鏡Α-2、雙凸透鏡Α-3、雙凹透鏡Α-4、雙凸透鏡Α-5和雙凹透鏡Α-6安裝于光闌座鏡筒13內并由前方的Α-2透鏡壓圈8壓緊，所述雙凹透鏡Α-4與雙凸透鏡Α-5之間設有隔圈11，所述雙凸透鏡C-1、雙凸透鏡C-2和雙凹透鏡C-3安裝于調焦鏡筒27內，所述雙凸透鏡C-1由C-1透鏡壓圈20壓緊，所述雙凸透鏡C-2和雙凹透鏡C-3由C-2透鏡壓圈28壓緊。
[0029]在本實施例中，為了承受振動及滿足力學沖擊要求，所述前組鏡筒5前端設有圓形法蘭44，所述圓形法蘭44的后端面上均勻分布有六個用于主支撐固定的主螺紋孔，所述光闌座鏡筒13中部下方按100°對稱分布有兩個用于輔助支撐固定的輔助螺紋孔，所述光闌座鏡筒13通過兩個輔助螺紋孔和相應螺栓安裝有輔助支撐架25，所述圓形法蘭44的后端面和輔助支撐架25分別與某手持機構的端面、底面聯接，形成穩(wěn)固的聯接結構。可通過適當降低輔助支撐架25高度，盡可能降低系統(tǒng)的重心，以增加鏡頭的諧振頻率，避免低頻處產生共振，從而提高了鏡頭的抗振性能。此樣機裝調后，進行振動、沖擊實驗，實驗結果在振動頻率段沒有產生共振現象，各項技術指標符合技術條件要求。
[0030]在本實施例中，所述前組鏡筒5、后組鏡筒21與光闌座鏡筒13的螺紋聯接處均涂膠緊固，并采用錐端緊定螺釘抱窩(環(huán)抱)緊固，保證聯接牢靠，提高抗振動、耐沖擊等性能。所述圓形法蘭44的后端面上設有O型密封圈4，各片透鏡裝調后在正月牙型透鏡A-1與A-1透鏡壓圈3的間隙處涂6704硅膠灌封，保證鏡頭與某手持機構的整體水密要求。所述前組鏡筒5及各壓圈、隔圈11等內壁處均可加工有若干條寬度適當的齒紋，并涂上消光漆，利用鏡筒內壁對雜散光輻射的散射和吸收，從而達到抑制雜散光的目的。
[0031]在本實施例中，所述機械結構還包含電動調光機構和電動調焦機構,所述電動調光機構和電動調焦機構的電機均采用背負式安裝方式，使得鏡頭整體簡潔、美觀；所述電動調光機構的電機通過相應電機架安裝在光闌座鏡筒13上，所述電動調焦機構的電機通過相應電機架安裝在后組鏡筒21上，所述電機的齒輪上均設有打滑機構，所述打滑機構包含電機軸套33、打滑墊片36、壓簧37和鎖緊螺母38，所述電機軸套33套設在電機軸上并由緊定螺釘34固定，所述齒輪套設在電機軸套33上并由壓簧37通過打滑墊片36壓緊，所述鎖緊螺母38套設在電機軸套33的外螺紋上并由緊定螺釘39固定，當電機過載時齒輪打滑，以對電機進行保護。所述電動調光機構和電動調焦機構均通過微動開關控制光闌、調焦到位，即光闌到位開關組件45和調焦到位開關組件46，以防電機堵轉而損壞。
[0032]在本實施例中，所述電動調光機構包含光闌電機43、電機齒輪、光闌調節(jié)齒輪17、光闌調節(jié)齒輪壓圈18、光闌撥釘16、光闌動環(huán)15、光闌動環(huán)壓圈19和光闌片組件14，所述光闌電機43的電機齒輪與光闌調節(jié)齒輪17相嚙合，所述光闌調節(jié)齒輪17套設在光闌座鏡筒13上并由光闌調節(jié)齒輪壓圈18壓緊，所述光闌調節(jié)齒輪壓圈18通過緊定螺釘固定在光闌座鏡筒13上，所述光闌調節(jié)齒輪17通過固定在光闌動環(huán)15上的光闌撥釘16帶動光闌動環(huán)15轉動，所述光闌動環(huán)15由光闌動環(huán)壓圈19壓緊在光闌座鏡筒13內，所述光闌動環(huán)15帶動光闌片組件14轉動，從而控制光圈開口大小的變化，實現電動控制光圈大小的過程。
[0033]在本實施例中，所述電動調焦機構包含調焦電機31、電機齒輪35、調焦過輪42、調焦凸輪23和調焦凸輪壓圈24，所述調焦過輪42通過調焦過輪軸41安裝在調焦電機架32上，所述調焦凸輪壓圈24通過緊定螺釘40固定在后組鏡筒21上，所述調焦凸輪23活動套設在后組鏡筒21上并由調焦凸輪壓圈24壓緊，所述調焦凸輪23通過三個均布的調焦導釘22與調焦鏡筒27聯接，所述調焦凸輪23上均勻分布有三個與相應調焦導釘22頭部滑動配合的斜槽，所述后組鏡筒21上均勻分布有三個供相應調焦導釘22穿過的直槽，所述調焦導釘22在相應直槽的導向作用下使調焦鏡筒27作直線往返運動。當調焦電機31運轉時，所述電機齒輪35通過調焦過輪42帶動調焦凸輪23轉動，所述調焦凸輪23通過調焦導釘22帶動調焦鏡筒27做直線運動，電機正反轉即可帶動后調焦組C前后運動，從而實現調焦目的。
[0034]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權利要求】
1.一種寬光譜強光力攝像鏡頭，包括光學系統(tǒng)和機械結構，其特征在于:所述光學系統(tǒng)中沿光路自左向右入射方向依次設有光焦度為正的前固定組、可變光闌以及光焦度為正的后調焦組，所述前固定組依次設有正月牙型透鏡A-ι、負月牙型透鏡A-2、由雙凸透鏡A-3與雙凹透鏡A-4密接的第一膠合組以及由雙凸透鏡A-5與雙凹透鏡A-6密接的第二膠合組，所述后調焦組依次設有雙凸透鏡C-1以及由雙凸透鏡C-2與雙凹透鏡C-3密接的第三膠合組。
2.根據權利要求1所述的寬光譜強光力攝像鏡頭，其特征在于:所述前固定組與可變光闌之間的空氣間隔為7.60mm，所述可變光闌與后調焦組之間的空氣間隔為16.93mm。
3.根據權利要求1或2所述的寬光譜強光力攝像鏡頭，其特征在于:所述前固定組中的正月牙型透鏡A-1與負月牙型透鏡A-2之間的空氣間隔為63.31mm，所述負月牙型透鏡A-2與第一膠合組之間的空氣間隔為2.92_，所述第一膠合組與第二膠合組之間的空氣間隔為0.15_。
4.根據權利要求1或2所述的寬光譜強光力攝像鏡頭，其特征在于:所述后調焦組中的雙凸透鏡C-1與第三膠合組之間的空氣間隔為3.87_。
5.根據權利要求1或2所述的寬光譜強光力攝像鏡頭，其特征在于:所述雙凸透鏡A-3和雙凸透鏡A-5均由FK61超低色散材料制成。
6.根據權利要求1所述的寬光譜強光力攝像鏡頭，其特征在于:所述機械結構包含前組鏡筒、光闌座鏡筒和后組鏡筒，所述前組鏡筒后端與光闌座鏡筒前端之間采用螺紋及主正面配合聯接，所述后組鏡筒前端與光闌座鏡筒后端之間采用螺紋及主正面配合聯接方式，所述后組鏡筒套設在調焦鏡筒上。
7.根據權利要求6所述的寬光譜強光力攝像鏡頭，其特征在于:所述前組鏡筒前端設有圓形法蘭，所述圓形法蘭的后端面上均勻分布有六個用于主支撐固定的主螺紋孔，所述光闌座鏡筒中部下方按100°對稱分布有兩個用于輔助支撐固定的輔助螺紋孔，所述光闌座鏡筒通過兩個輔助螺紋孔和相應螺栓安裝有輔助支撐架。
8.根據權利要求7所述的寬光譜強光力攝像鏡頭，其特征在于:所述前組鏡筒、后組鏡筒與光闌座鏡筒的螺紋聯接處均采用錐端緊定螺釘抱窩涂膠緊固，所述圓形法蘭的后端面上設有O型密封圈。
9.根據權利要求6所述的寬光譜強光力攝像鏡頭，其特征在于:所述機械結構還包含電動調光機構和電動調焦機構，所述電動調光機構和電動調焦機構的電機均采用背負式安裝方式，所述電機的齒輪上設有打滑機構。
10.根據權利要求9所述的寬光譜強光力攝像鏡頭，其特征在于:所述電動調光機構和電動調焦機構均通過微動開關控制光闌、調焦到位。
【文檔編號】G02B15/14GK104076494SQ201410313946
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月3日 優(yōu)先權日:2014年7月3日
【發(fā)明者】肖維軍, 屈立輝, 陳鵬, 林春生 申請人:福建福光數碼科技有限公司